750kV悬式避雷器运行电场分析与设计改进

"这篇论文详细探讨了750kV悬挂式避雷器在运行状态下的电场计算和设计优化问题。作者王世山通过建立2D轴对称有限元模型，对避雷器置于地面时的电场进行了计算，并定义了阀片电压偏差率作为优化目标。使用最小二乘法确定了目标函数与均压环直径和悬挂高度的关系，从而找到了地面状态下的最优结构。实测结果与计算结果一致。然而，当避雷器在实际运行环境中，即悬挂在金属塔上时，考虑到金属塔和母线的影响，建立了3D有限元模型，计算出的阀片电压偏差率分布显著不同。这表明不能直接将地面测量数据应用于运行状态分析。论文提出，在运行状态下，当高低压端阀片电压偏差率最接近时，均压环位置最佳。根据这一原则设计的750kV避雷器，其阀片电压最大偏差率降至11%，符合不超过15%的企业标准，对750kV避雷器的制造具有重要的指导价值。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **电场计算**：使用2D轴对称有限元模型来模拟和计算避雷器置于地面时的电场分布，这是理解设备工作原理和评估其性能的关键步骤。 2. **阀片电压偏差率**（RVW）：定义了一个新的度量标准，用于衡量避雷器内部阀片间的电压均匀性，这对于优化避雷器性能至关重要。 3. **设计优化**：通过最小二乘法求解拟合多项式，找到最佳的均压环直径和悬挂高度组合，以减小阀片电压偏差，实现了地面状态下的结构优化。 4. **运行状态分析**：在考虑金属塔和母线效应的3D有限元模型下，分析了避雷器在实际运行环境中的电场变化，揭示了地面测量数据的局限性。 5. **均压环的理想位置**：论文指出，当高低压端阀片电压偏差率接近时，均压环位置最理想，这是设计避雷器时需要遵循的原则。 6. **工程应用**：设计的优化避雷器满足了企业提出的15%最大阀片电压偏差率指标，对西北电网750kV避雷器的制造提供了理论指导。 这篇研究对于理解高压电气设备的工作特性，特别是在实际运行条件下的性能表现，以及如何通过优化设计提高其效能，提供了宝贵的理论依据和实践方法。